[发明专利]一种二肽衍生物及制备方法、纳米材料和用途

说明书

本发明公开了一种二肽衍生物，其特征在于，包括如下式(I)基本结构：本发明通过提供较为优势的自组装分子结构和较为完善的工艺，以尝试解决现有的多肽生物材料成本较高、比容量低等的技术问题。

技术领域

本发明属于多肽生物材料领域，涉及一类纳米材料，具体而言是一类基于多肽衍生物的纳米材料的制备方法、特征和用途。

背景技术

作为介于传统电容器和电池之间，且基于电极/溶液界面电化学过程能够快速实现充放电的储能元件----电化学超级电容(electrochemical supercapacitors,ES)自1957年被Becker等人报道起便引起了人们的广泛关注，超级电容器因具有较长的循环使用寿命、快速充放电、较高的功率密度、安全性高和环境友好等优点，可以广泛应用于通信、交通、航天和先进材料等领域。尤其是，随着可穿戴电子技术的发展，具有简洁高效的柔性储能器件备受学界关注，被认为是在可穿戴电子以及生物医学工程方面的最具有应用前景的设备之一。

然而，目前由于能够作为柔性超级电容器的材料的种类有限，成本较高、比容量比较低，这些局限性严重制约了相关领域的发展。因此，近年来随着对电容器器件结构和电极材料的研究逐渐深入，人们认识到研发合适的电极材料是提高超级电容器的综合性能的关键。目前常见的电极材料可分为：金属氧化物、多孔碳纳米材料(包括碳纳米管、碳纤维等)、聚合物(如聚吡咯、聚苯胺等)。金属氧化物和多孔碳材料作为传统的电极材料，尽管此前的研究和应用较多，但目前少有技术突破已近瓶颈；而导电聚合物作为电容器电极的相对起步较晚，但由于该类材料具有比容高、成本低、电化学性质优良、充放电效率较高等诸多优点，因此近年来被认为是超级电容器电极材料领域的重要突破口。

发明内容

基于现有技术中的技术问题，本发明提一类新颖的基于天然氨基酸修饰衍生物的二肽结构，和其作为生物纳米材料的制备过程，和其作为电极材料的潜在用途。

具体技术方案如下：

本发明提出一种二肽衍生物，其式(I)基本结构如下：

根据本发明的实施例，所述的R包括如下结构，其中所述的n为1-4的任意整数。

根据本发明的实施例，所述的Q选自甲氧基；所述的A选自Fmoc；其结构如下所示：

进一步的,可将甲氧基替换为羟基、胺基或氨基酸。

进一步的，可将Fmoc替换为，Boc、2-chloro-z、Acetyl或者H；其结构如下所示：

进一步的，所述的二肽衍生物，包括如下结构：

本发明还提出了一种二肽衍生物的制备方法，包括如下步骤：酪氨酸酚羟基进行烷基化，随后去除酪氨酸的氮端保护基，通过酰胺缩合偶联反应进行二肽的合成，随后进行纯化和表征。

本发明还提出了一种纳米材料，其包括二肽衍生物；将二肽衍生物采用冷冻干燥法或溶剂自然挥发法或溶剂中超声自组装法制备而成。

本发明还提出了一种纳米材料的用途，该二肽纳米材料分子应用于作为储能器件(如超级电容器等)的电极材料。

本发明代表性二肽的合成通式如下：

如反应路线所示，本发明首先通过简便的化学反应对酪氨酸酚羟基进行烷基化，随后去除酪氨酸的氮端保护基，通过酰胺缩合偶联反应进行二肽的合成，随后进行纯化和表征。